AL: наступает, но медленно

Благодаря своим исключительным свойствам, алюминий находит все большее применение в автостроительной индустрии

Благодаря своим исключительным свойствам, алюминий находит все большее применение в автостроительной индустрии. Присутствуя в любом агрегате и узле, легко обрабатываемый и хорошо поддающийся рециклингу металл позволяет снизить вес автомобиля и сэкономить топливо. Наибольшую выгоду сулит переход на полностью алюминиевые несущие кузова. Но — все не так просто.

Pro

Эпоха алюминия в автомобилестроении началась лишь несколько лет назад. Концепт-кары, собранные из легкого металла, появлялись и раньше, но презентация на Франкфуртском автосалоне 1992 года концептуального полноприводного спайдера Audi Avus положила начало выпуску серийных моделей.

Расчет конструкторов Audi AG был прост. В сравнении с таким же по размерам и прочности несущим стальным кузовом, алюминиевый на 40% легче, что позволяет существенно снизить расход топлива. Кроме того, алюминий более «дружелюбен» к окружающей среде: он почти полностью и многократно перерабатывается без потерь качества, и при его переплавке расходуется значительно меньше энергии, чем при тех же действиях со сталью.

В 1993 году, опять же во Франкфурте, был впервые продемонстрирован «проект ASF» (Audi Space Frame — «пространственная рама Audi») — прототип будущего Audi A8. Полностью алюминиевый кузов построили по новому принципу: нагрузка распределялась практически по всем элементам, включая наружные. Тянутые алюминиевые профили соединялись с помощью деталей, отлитых под давлением. Крупные по площади листовые панели скреплялись с полученным каркасом, образуя прочную сотовую конструкцию.

Появление ASF — событие столь же примечательное, как создание в 40-е годы несущего стального кузова — монокока, пришедшего на смену раме.

Премьера первого серийного «алюминиевого» седана Audi A8 состоялась через год в Женеве. В 2000-м появилась малышка А2, при создании которой была применена система ASF второго поколения. Этот первый в мире массовый «алюминиевый» автомобиль потребовал абсолютно новых технологий, инструментов и методов производства.

Дебютировавший в июле прошлого года Audi A2 1.2 TDI стал первым пятидверным «трехлитровым» автомобилем, отвечающим современным требованиям по внутреннему объему, комфорту и управляемости.

С 1994 года все работы по проектированию и производству «алюминиевых» машин сконцентрированы на заводе в г. Неккарсулме. Над совершенствованием проекта ASF и другими «легкосплавными» разработками трудятся специалисты исследовательского центра. В производстве А2 занято 1500 рабочих, А8 — около 500.

Contra

Использование деталей и узлов из алюминия (подрамников, усилителей, элементов подвески и кузова) на автомобилях среднего класса в ближайшие 5 лет существенно возрастет, но о переходе на полностью алюминиевые кузова в этом сегменте говорить рано.

Ожидается, что первые массовые «алюминиевые» автомобили среднего класса появятся в 2003-2005 гг., но не исключено, что и тогда несущая силовая конструкция останется стальной, а «территория» алюминия ограничится внешними поверхностями и внутренними полостями.

Основные недостатки алюминия, по сравнению со сталью, — более высокая стоимость и меньшая эффективность производства.

Автопроизводители совершенствуют конструкции и технологии, разрабатывают новые сплавы, но, похоже, единственная возможность сокращения издержек — переработка лома. Однако нет гарантий, что компании, занятые переработкой вторсырья, захотят иметь дело с автозаводами — есть много более выгодных покупателей, способных заплатить за металл дороже, например, в аэрокосмической промышленности.

Даже Audi, признанный лидер в данной области, ограничивается ежегодным выпуском 13 тысяч A8 и 50 тысяч А2. Ожидается, что годовой выпуск нового «алюминиевого» Jaguar, идущего в 2002 году на смену XJ, не превысит 20 тысяч штук. А такие известные производители, как Volvo и Peugeot-Citroen, на своих массовых моделях ограничиваются в кузовах «навеской», прежде всего капотами. Новый BMW 5-й серии, по всей вероятности, получит легкосплавный передок.

Удельный вес алюминия в среднем европейском автомобиле увеличивается за год на 5-6% и ныне составляет в среднем 90 кг. Рекордсмены — французы: вес алюминиевых деталей Peugeot 607 — 190 кг, Peugeot 307 — 140, Citroen С5 — 150.

Основное достоинство алюминия — легкий вес. Уменьшение массы автомобилей стало для европейских производителей едва ли не основной задачей, ведь это самый простой путь к повышению топливной экономичности и снижению токсичности. Не за горами 2004 и 2008 годы, когда требования к выбросу СО2 будут существенно ужесточены.

100 кг веса, снятые с автомобиля, позволяют сэкономить на сотне километров не менее 0,6 л топлива. Для «трехлитровой» машины это 20%. Те же 100 кг позволяют установить на машину двигатель 1.4 вместо 1.6 без ущерба для динамики. При этом уменьшается расход топлива.

Есть и другая, чисто техническая причина интереса к алюминию. Спросом в Европе пользуются все более мощные моторы. Больше мощность — больше вес передка. Экономить приходится на кузове.

На новой «семерке» BMW из алюминия изготовлены капот, передние крылья и многие детали двигателя V8. Только так удалось добиться равного распределения (50/50) веса автомобиля по осям.

Но удовольствие стоит денег. Легкосплавный кузов вдвое дороже стального. Если такие гиганты, как BMW, способны переплачивать по 4 евро за килограмм «живого» веса, то для «простых смертных», работающих на массовый рынок, предел возможной доплаты — 2 евро.

Еще одной побудительной причиной обращения к алюминию станет ужесточение требований Европейского союза к степени утилизации отработавших свое автомобилей. Если сегодня они должны утилизироваться на 75 процентов, то в 2007-м — на 85, а в 2015-м — на 95. Сталь перерабатывать технически сложнее и дороже. Что касается алюминия, расход энергии на переплавку лома в двадцать раз меньше, чем тот же показатель для первичного производства.

Металл надо обработать, и в этом алюминий проигрывает. Технология работы с ним сложнее, ею труднее овладеть. Большая вероятность брака требует строжайшего технического контроля каждой детали. Изменяется даже подход к их проектированию и расчету надежности.

Audi AG справилась с трудностями, отработав техпроцессы на дорогой, с небольшими объемами производства, модели А8. Сократив издержки, эти процессы перенесли на достаточно массовую малолитражку А2.

Однако и Audi не торопится внедрять легкие сплавы в продукцию, рассчитанную на главные, более емкие сегменты рынка. По крайней мере, новая А6 появится лишь в 2003 году, а может, и позже.

Замена «стальных» А4 и А6 с годовым выпуском 150 и 250 тысяч штук на «алюминиевые» потребует слишком много сил и средств. И хотя переход, скорее всего, будет постепенным, о его сроках говорить пока сложно.